“在湖北，一座能‘倒转时光’的实验室正悄然改变着中国油气勘探的版图。”日前，《中国科学报》从长江大学了解到，该校沉积模拟实验室通过精确控制水流、坡度等参数，将百万年地质沉积过程浓缩至数周重现。40年来，该实验室累计支撑发现油气当量超50亿吨，成为国际沉积领域的“中国地标”。

长江大学（武汉校区）沉积模拟实验室内景。长江大学供图

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破土：一场实验室的“造陆运动”

“一直以来，地质学家都在反演沉积岩的形成过程，能否通过实验室模拟的方式来正推沉积岩的形成机制？”1985年大庆油田会议上，著名石油地质学家吴崇筠提出建设河湖沉积模拟实验室的构想，颠覆了传统地质勘探“由果溯因”的研究范式。

传统方法如同通过果实推测种子生长，而沉积模拟实验则像在种子入土瞬间启动延时摄影，通过三维空间叠加时间轴构建四维观测体系，全程记录沉积岩从“胚胎”到成岩的每个细节。

吴崇筠的倡议犹如一颗蕴含着无尽可能的种子，在长江大学学者赖志云的心中生根发芽。1985年开始，赖志云等研究人员开启了实验室建设的征程。

他们实地走访了清华大学泥沙实验室、中国科学院地理研究所等国内外知名高校、科研机构，并在长江大学建设简易实验装置进行探索。此后3年间，赖志云几乎跑遍了国内和沉积模拟相关的实验室，并多次向中国石油天然气总公司科技局汇报实验室建设方案，最终获批建设我国首个带有活动底板的湖盆沉积模拟实验室。有了活动底板，实验室能够模拟多种构造变形形式，重现隆起、坳陷、单断陷、双断陷、斜坡等地形的构造演化与沉积充填关系。

从1989年首套5m×2.5m×0.5m湖盆实验装置到2024年建成的30m×12m×1m大水槽，实验室实现了多次技术性跨越：微地貌3D扫描与DELFT 3D水动力模型实现沉积过程数字化；人工智能算法将百万数据点转化为数字高程模型，使沉积研究从“看轮廓”升级为“测体形”。

“我们正在拓展模拟波浪和潮汐的功能，实现造浪造潮功能后，实验平台将能模拟浪控和潮控沉积体系，模拟对象从陆相扩展到海相。”实验室负责人胡光明指着正在调试的水槽介绍，“下一步，我们还将利用现代人工智能手段实现远程控制，推动实验室往智能化方向发展。”

解谜：给大地做“CT”

2019年，长江大学张昌民团队参加的项目“凹陷区砾岩油藏勘探理论技术与玛湖特大型油田发现”斩获国家科学技术进步奖一等奖。

而沉积模拟实验室对于该奖项首个创新点“准噶尔盆地凹陷区大型退覆式浅水扇三角洲砾岩沉积模式的建立”发挥了不可替代的作用。

常规油气传统勘探思路认为盆地边缘粗砂、砾石等粗粒沉积缝隙多、孔隙大，是油气富集区，盆地中央细粒沉积物颗粒紧密，既难储油也难渗流，这种“边缘粗、中心细”的沉积规律，让地质学家长期把勘探重点锁定在盆地周缘的山前带，而容易忽视因退覆在盆地中央形成的砂砾岩等粗粒沉积。

随着油气勘探技术不断升级，结合中国“找油经验”的启示和玛湖凹陷“天生优越”的地质条件、区位，新疆油田的地质学家们意识到：想要在准噶尔盆地玛湖凹陷寻找“新宝藏”，必须跳出传统勘探思路，向西斜坡这片“潜力区”进军。

地质学家们仔细研究西斜坡钻取的岩心发现，西斜坡确实存在油气，然而这却与传统的理论相违背。沉积地层怎么形成的？优势储集层怎么分布的？解决这些问题，要么找到国内类似地层进行类比，要么通过实验来模拟。

在新疆油田的邀请下，张昌民前往玛湖凹陷西斜坡开展实地研究。通过数年的沉积模拟实验，科研团队发现：缓坡地形下沉积物可长距离输送，遭遇地质台阶（坡折带）时形成多级“刹车”堆积。随着古湖水域扩张，砂砾岩在不同海拔逐级停驻，最终形成三层纵向堆叠、横向拼接的巨型扇体。这种新发现的沉积模式被新疆油田命名为大型浅水退覆式扇三角洲沉积模式。

在该沉积模式指导下，新疆油田在玛湖凹陷展开了一场颠覆认知的“寻宝革命”。经过实地打井勘探，玛湖凹陷南斜坡玛湖1井、西斜坡玛18井、东斜坡盐北1井均获高产工业油流，玛湖凹陷中心玛中2井、玛中4井更揭开了玛湖凹陷“满凹含油”的奥秘。

玛湖凹陷的突破，仅仅是该实验室产学研融合的冰山一角。

在渤海湾，科研团队通过实验动态再现渤海湾盆充填过程，为发现深层大型整装气田提供支撑，斩获国家科技进步奖一等奖；从中原到刚果，实验室的沉积模型成为跨国找油的“导航仪”，支撑国内外油田发现10亿方原油，新增300万吨产能，拿下湖北省科技进步奖一等奖；在吉木萨尔页岩油战场，助推200万吨级产能崛起，打造出国家级页岩油开发样板间。

从给大地做“CT”到给油田装“导航”，这座走过40载的实验室，正将“视距”延伸向地球深部，在万米地层中续写新的“沉积传奇”。